特早熟春性甘蓝型油菜小孢子培养及DH系的遗传多样性研究

摘要

小孢子培养技术能够大大缩短育种年限、提高育种效率、加速育种进程。青海省气候冷凉，能够筛选出当地气候条件下高成胚特早熟基因型材料对于油菜遗传育种意义重大。杂种优势作为自然界一种普遍的生物学现象，是提高作物产量的一种有效途径。而遗传多样性研究是种质资源评价和杂种优势利用的基础，因此充分了解亲本之间的遗传差异，将亲本材料划分成不同的遗传类群，有助于指导强优势杂交组合的选配，从而快速有效地利用杂种优势。长期以来，人们探讨了杂种优势预测的多种方法，但均表现一定的局限性，预测效果均不理想。近年来分子标记技术的发展与应用，为深入研究作物杂种优势提供了崭新的方法和手段。
　　 本研究内容之一为：以19份特早熟春性甘蓝型油菜进行小孢子培养，考察影响小孢子培养的因素。本研究内容之二为：用SSR标记研究62个DH系的遗传多样性，从分子水平揭示其遗传差异；田间试验研究重点考察31个DH系和其亲本主要经济性状包括株高、单株角果数、每果粒数、千粒重、单株产量、小区产量和含油量，用数量遗传学的方法研究其主要研究遗传多样性。本研究结果如下：
　　 (1)不同材料出胚率：19份材料(基因型)中有16份均可出胚，不同材料间出胚率差异很大，平均每蕾产胚量在0～10.51个之间，其中，780(R)×107-2和小帐120产胚率最高,分别达到10.51和4.43个/蕾。
　　 (2)不同取材部位(主枝与分枝)产胚率的差异：分枝的每蕾产胚数大部分都高于其主枝。
　　 (3)低温处理对成苗率的影响：同一材料小孢子胚分别4℃低温处理0d，10d，20d。其中低温处理10d成苗率最高，分别达到53.7％和44.6％，比对照分别高出32.5％和19％。同一材料2℃低温处理10d成苗率高于4℃低温处理10d的成苗率。
　　 (4)利用30对SSR引物进行PCR扩增，1～31DH系和32～62DH系分别扩增出82、80个多态性片段，其中多态性位点分别占总扩增位点的75.2％和74.1％，片段大小介于120～900bp之间。每对引物在不同品系间的等位基因数在2～9之间,平均位点为3.63个。1～31DH系PIC(位点多态性信息含量)变幅为0.06～0.85,平均为0.60；32-62 DH系PIC变幅为0.06～0.86平均为0.56。聚类分析说明：通过小孢子培养获得的DH系具有丰富的遗传多样性，并且来自不同组合的DH系的遗传差异大于同一组合的DH系的遗传差异。
　　 (5)SSR标记1～31DH系之间的遗传距离主要集中在0.2～0.4和0.4～0.6两个范围内，占总数的63.6％，而0.4～0.6范围内的最多，占全部材料的34.8％。32～62DH系之间的遗传距离主要集中在0～0.2和0.4～0.6两个范围内，占总数的61.7％，而0.4～0.6范围内的最多，占全部材料的35.5％。
　　 (6)DH系主要农艺性状的遗传多样性分析：在欧式遗传距离为2.6时，可以分为九个类群；欧式遗传距离数值主要集中在2.623～4.623，0.623～2.623和4.623～6.623三个区间，表明大部分种质材料间的遗传基础较宽，遗传多样性比较丰富,但与SSR分子标记得到的结果不完全一致。
　　 (7)亲本144/北山繁所得的31个DH品系的千粒重、单株产量和含油量的变异系数分别为9.18％、15.07％和4.58％，说明有相当大的机会获得高千粒重、单株产量和含油量材料。
　　 (8)2795-8((⊕))品系与其亲本144的含油量差异达到显著水平，这说明，可以通过小孢子培养技术选育出高组合含油量的品系。
　　 (9)DH群体中，2793-4(⊕)、2786-2(⊕)、2782-6(⊕)、2804-4(⊕)、2767-7(⊕)、2800-4(⊕)、2789-6(⊕)和2798-4(⊕)品系的千粒重为前八名，与其亲本144的差异达到显著水平，与另一亲本北山繁的差异达到极显著水平。这说明，可以通过小孢子培养技术选育出高千粒重的品系。
　　 (10)DH群体中，2793-4(⊕)品系的单株产量最高，与其亲本144的差异不显著，与另一亲本北山繁的差异达到极显著水平。这说明，可以通过小孢子培养技术选育出单株产量比较高的品系。